NaCl、Na2SO4和Na2CO3對黑果枸杞葉片生理特征的影響

高 楊，魏舒芳，安志鵬，白志強*

(1.大同市新榮區于政府陽光苗圃，山西 大同 037002；2.山西大同大學 生命科學學院，山西 大同 037009)

黑果枸杞(Lycium ruthencium Murr)屬于茄科枸杞屬，其富含多糖、花青素、原花青素、多酚、黃酮類，以及多種人體必需的氨基酸、維生素等營養物質和藥效成分，具有抗氧化、提高免疫力以及抗癌等作用[1-2]。黑果枸杞營養價值豐富，具有耐鹽堿、耐旱、耐寒、耐高溫等特點[2-3]。土壤鹽漬化是21世紀農業生產需要面對的全球性生態問題，土壤中大量積累的Na+會產生例子毒害現象，破壞植物葉綠體和細胞膜等結構，對植物種子萌發，幼苗生長發育和干物質積累造成嚴重影響[4]。本研究通過不同濃度的NaCl、Na2SO4中性鹽和Na2CO3堿性鹽進行實驗，測定其對大同地區人工栽培的黑果枸杞葉片生理特征的影響，從而為大同地區能夠科學引種黑果枸杞，實現資源開發利用提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為大同市新榮區于政府陽光苗圃提供的黑果枸杞幼苗，幼苗為苗圃同年人工栽培的同批黑果枸杞種子進行催芽種植，幼苗高度8～9cm，其生長良好且長勢基本均勻一致，試驗于2019年07月在該苗圃盆栽溫室中進行。試驗試劑NaCl、Na2SO4和Na2CO3均為分析純，購買自中國醫藥集團有限公司。

1.2 試驗方法

將塑料盆缽內裝入2mm篩的苗圃當地風干土2.50 ± 0.01 kg，將黑果枸杞幼苗栽種至塑料盆缽內。各組溶液分別設置5個濃度梯度對植株進行鹽脅迫，NaCl溶液設置為50,100,150,200 mmol/L和300 mmol/L，分別編號為X1、X2、X3、X4和X5；Na2SO4溶液設置為50,100 ,150,200 mmol/L和300 mmol/L，分別編號為Y1、Y2、Y3、Y4和Y5；Na2CO3溶液設置為1,5,10,50 mmol/L和100 mmol/L，分別編號為Z1、Z2、Z3、Z4和Z5；每組盆缽每天早晚分別各加一次5mL溶液，設置CK為加入等體積蒸餾水作為對照組。每隔3d在各盆缽加入10 mL蒸餾水，以避免植株受干旱脅迫影響實驗數據。實驗進行至第14天時于清晨8時取各植株枝條中部葉片，檢測葉片各生理特征指標。

1.3 葉片生理特征檢測方法

葉片生理特征檢測方法參考李合生編著的《現代植物生理學》[5]。本研究數據統計分析使用SPSS 21.0軟件進行，P < 0.05表示差異有統計學意義。

2 結果與分析

2.1 不同鹽脅迫對黑果枸杞葉片相對含水量的影響

在三組不同鹽脅迫組中，黑果枸杞植物葉片相對含水量(RCW)均隨著鹽濃度的增加而呈下降趨勢，RCW與鹽濃度呈負相關關系。與CK組相比，當NaCl濃度為100 mmol/L以及Na2CO3濃度為5 mmol/L時，RCW下降顯著，而Na2SO4濃度為150 mmol/L時，RCW才下降顯著(P<0.05)。結果見圖1。

圖1 不同鹽脅迫對黑果枸杞葉片相對含水量的影響

2.2 不同鹽脅迫對黑果枸杞葉片相對電導率的影響

不同鹽濃度對黑果枸杞植物葉片相對電導率(L)的影響不同，當NaCl、Na2SO4濃度為50 mmol/L時，Na2CO3濃度為1 mmol/L時，植物葉片L指標與CK組相比差異不顯著(P>0.05)；當NaCl、Na2SO4濃度為達到100 mmol/L時，Na2CO3濃度達到5 mmol/L時，隨著鹽濃度的增加，三組不同鹽脅迫的黑果枸杞植物葉片相對電導率(L)均呈上升趨勢(P<0.05)。結果見圖2。

圖2 不同鹽脅迫對黑果枸杞葉片相對電導率的影響

2.3 不同鹽脅迫對黑果枸杞葉片SOD、POD和CAT酶活的影響

不同鹽濃度脅迫下，隨著鹽濃度的增加，黑果枸杞葉片的SOD、POD和CAT酶活性均呈先升高后下降的趨勢，但是不同鹽脅迫下，酶活上升和下降的速率有所不同。當NaCl濃度為50 mmol/L，Na2SO4濃度為100 mmol/L時，黑果枸杞葉片的SOD和POD酶活性達到最高；當NaCl濃度為150 mmol/L，Na2SO4濃度為150 mmol/L時，葉片CAT酶活性達到最高，之后隨著鹽濃度的進一步升高而SOD、POD和CAT酶活性均呈顯著下降趨勢(P<0.05)；Na2CO3對SOD、POD和CAT酶活有明顯抑制作用，隨著Na2CO3濃度的增高，黑果枸杞葉片SOD、POD和CAT含量均呈明顯降低趨勢(P<0.05)。結果見圖3。

圖3 不同鹽脅迫對黑果枸杞葉片SOD、POD和CAT酶活的影響

3 討論與結論

外界環境脅迫會對植物產生破壞作用，其中最先被損壞的細胞結構就是細胞質膜[6]。通過電導率的變化可以反映植物葉片細胞膜透性水平，在一定程度上較為準確的說明外界環境脅迫對植物細胞膜的破壞程度[7]。本研究顯示黑果枸杞在不同鹽濃度脅迫下，隨著鹽濃度的提高，葉片電導率(L)均呈顯著上升趨勢。不同種類的鹽對黑果枸杞葉片L和RCW影響不同，在本研究中NaCl濃度為100 mmol/L時，葉片L和RCW影響與CK組相比差異顯著，Na2SO4濃度為150 mmol/L時RCW才呈現出顯著下降趨勢，L則顯著上升。但是，Na2CO3濃度為5 mmol/L時，L和RCW與CK組相比則存在顯著差異。3種鹽對黑果枸杞葉片L和RCW影響表現為Na2SO4

在正常環境下，植物細胞內的活性氧保持在一個動態平衡的范圍內，以維持植物的正常生長[3]。但是植物在鹽脅迫條件下會促進細胞內大量的積累活性氧，這些活性氧對植物細胞會產生氧化脅迫，導致植物細胞進一步被損害，為了避免細胞內積累的活性氧對細胞產生傷害，植物細胞內有消除活性氧的分子機制，其中超氧化物酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)主要作用起抗氧化酶的作用，超氧化物歧化酶(SOD)在細胞內主要起清除自由基的作用，SOD、POD和CAT共同協作可以起到抗氧化作用以避免細胞膜被損害，實現保護細胞的目的[8]。

本研究人工栽培的黑果枸杞具有良好的耐鹽能力，適宜在鹽堿化土壤地區進行栽培。在后續研究中，可以對比研究單鹽和混合鹽對大同地區人工栽培的黑果枸杞種子萌發、葉片生理特征和光合作用的影響，并篩選出更加優良的抗鹽堿的黑果枸杞品種，為大同地區鹽堿地的土地改良、綜合利用和治理提供科學依據。